usb通信程序開發(fā)畢業(yè)論文

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1、USB通信程序開發(fā)畢業(yè)論文目錄第一章緒論11.1PC接口簡介11.2USB接口分析11.3USB器件的選擇11.4MassStorage協(xié)議與FAT16文件系統(tǒng)2第二章USB總線結(jié)構(gòu)32.1總線拓撲結(jié)32.2USB設(shè)備32.2.1USBHUB42.2.2即插即用52.2.3設(shè)備電源62.2.4設(shè)備的掛起62.3USB主機62.4USB數(shù)據(jù)流72.5USB的端點9第三章協(xié)議123.1MassStorage協(xié)議123.2Bulk－Only傳輸協(xié)議163.3SCSI指令集183.4FAT16文件系統(tǒng)213.4.1FAT文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2

2、13.4.2Flash盤的FAT結(jié)構(gòu)26第四章程序?qū)崿F(xiàn)與調(diào)試29614.1固件程序的實現(xiàn)294.1.1主循環(huán)——MAINLOOP.C294.1.2中斷服務(wù)程序——D12ISR.C294.1.3標準設(shè)備請求處理——D12SETUP.C334.1.4NANDFLASH操作程序——NFLASH32.C384.2固件調(diào)試424.2.1檢查USB器件是否正常工作424.2.2設(shè)備枚舉434.2.3BULK_ONLY傳輸協(xié)議命令處理434.2.4FLASH的讀寫45結(jié)論46致謝47參考文獻48附錄49附錄AUSB接口芯片命令總匯49A1．

3、初始化命令50A2．數(shù)據(jù)流命令54A3．數(shù)據(jù)流命令59附錄BU盤固件程序源碼清單60第一章緒論1.1PC接口簡介PC中的接口有兩類：串行接口和并行接口。計算機內(nèi)部總線，如CPU61與存儲器之間勻采用并行接口，這樣速度快；但外設(shè)卻以串行接口比較占優(yōu)勢。傳統(tǒng)的打印機接口為并行接口。SCSI標準的全名是小型設(shè)備通用接口標準，其傳輸速率為10M，早期的掃描儀一般使用此接口，硬盤與主機的聯(lián)接也使用這種接口。串行接口出現(xiàn)最早，使用最廣的RS232接口，但其速度太慢，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被淘汰。USB接口和IEEE1394接口是兩種速度比較高的串行

4、接口，還有局域網(wǎng)中的以太網(wǎng)接口，它們具有較廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用潛力。USB適用于低檔外設(shè)與主機之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，USB1.1可以達到1.5Mbps或12Mbps的傳輸率，而1394更是可達100／200／400Mbps。USB2.0將速度定位在480Mbps，而IEEE1394也推出了1394b1.3.1版草案，速度從800Mbps起步，最高可達3.2Gbps。局局域中用得最多的是以太網(wǎng)接口，速度可達100Mbps，當使用光纖傳輸時，速度可達1000Mbps。1.2USB接口分析通用串行總線(UniversalSerialB

5、usUSB），是一種快速、靈活的總線接口。與其它通信接口比較，USB接口的最大特點是易于使用，這也是USB的主要設(shè)計目標。作為一種高速總線接口，USB適用于多種設(shè)備，如數(shù)碼相機、MP3播放機、高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。易于使用還表現(xiàn)在USB接口支持熱插拔，并且所有的配置過程都由系統(tǒng)自動完成，無需用戶干預(yù)。USB接口支持1.5Mb/s(低速)、12Mb/s(全速)和高達480Mb/s(USB2.0規(guī)范)的數(shù)據(jù)傳輸速率，扣除用于總線狀態(tài)、控制和錯誤監(jiān)測等的數(shù)據(jù)傳輸，USB的最大理論傳輸速率仍達1.2Mb/s或9.6Mb/s，遠高于一般的

6、串行總線接口。USB接口芯片價格低廉，一個支持USB1.1規(guī)范的USB接口芯片價格大多在人民幣（2004年）15～30元之間，這也大大促進USB設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用。1.3USB器件的選擇在進行一個USB設(shè)備開發(fā)之前，首先要根據(jù)具體使用要求選擇合適的USB控制器。目前，市場上供應(yīng)的USB控制器主要有兩種：帶USB接口的單片機（MCU）或純粹的USB接口芯片。帶USB接口的單片機從應(yīng)用上又可以分成兩類，一類是從底層設(shè)計專用于USB控制的單片機另一類是增加了USB接口的普通單片機，如Cypress公司的EZ－USB(基于8051），選

7、擇這類USB控制器的最大好處在于開發(fā)者對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令集非常熟悉，開發(fā)工具簡單，但對于簡單或低成本系統(tǒng)。但價格因素也是在實際選擇過程中需要考慮的因素。純粹的USB接口芯片僅處理USB通信，必須有一個外部微處理器來進行協(xié)議處理和數(shù)據(jù)交換。典型產(chǎn)品有Philips公司的PDIUSBD11（I2C接口）、PDIUSBD12(并行接口），NS公司的USBN9603/9604(61并行接口），NetChip公司的NET2888等。USB接口芯片的主要特點是價格便宜、接口方便、可靠性高，尤其適合于產(chǎn)品的改型設(shè)計（硬件上僅需對并行總線和中斷

8、進行改動，軟件則需要增加微處理器的USB中斷處理和數(shù)據(jù)交換程序、PC機的USB接口通信程序，無需對原有產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作很大的改動）。1.4MassStorage協(xié)議與FAT16文件系統(tǒng)USB組織定義了海量存儲設(shè)備類（MassStorageClass）的規(guī)范，這個類規(guī)范包括四個獨